Fermenteringsdefinition
fermentering henviser til den metaboliske proces, hvorved organiske molekyler (normalt glukose) omdannes til syrer, gasser eller alkohol i fravær af ilt eller nogen elektrontransportkæde. Fermenteringsveje regenererer nicotinamidadenindinukleotid (NAD+), som bruges i glykolyse til at frigive energi i form af adenosintrifosfat (ATP). Fermentering giver kun et net på 2 ATP pr.glukosemolekyle (gennem glykolyse), mens aerob respiration giver så mange som 32 molekyler ATP pr. glukosemolekyle ved hjælp af elektrontransportkæden.undersøgelsen af fermentering og dens praktiske anvendelser er opkaldt efter mymologi og opstod i 1856, da den franske kemiker Louis Pasteur demonstrerede, at fermentering var forårsaget af gær. Fermentering forekommer i visse typer bakterier og svampe, der kræver et iltfrit miljø for at leve (kendt som obligatoriske anaerober), i fakultative anaerober såsom gær og også i muskelceller, når der mangler ilt (som ved anstrengende træning). Gæringsprocesserne er værdifulde for fødevare-og drikkevareindustrien med omdannelse af sukker til ethanol, der anvendes til fremstilling af alkoholholdige drikkevarer, frigivelse af CO2 af gær, der anvendes til hævning af brød, og med produktion af organiske syrer til konservering og smag af grøntsager og mejeriprodukter.
funktion af fermentering
gæringens hovedfunktion er at omdanne NADH tilbage til coensymet NAD+, så det kan bruges igen til glykolyse. Under fermentering reagerer en organisk elektronacceptor (såsom pyruvat eller acetaldehyd) med NADH for at danne NAD+, der genererer produkter såsom kulsyre og ethanol (ethanolfermentering) eller lactat (mælkesyrefermentering) i processen.
typer af fermentering
der er mange typer fermentering, der kendetegnes af slutprodukterne dannet af pyruvat eller dets derivater. De to gæringer, der oftest bruges af mennesker til at producere kommercielle fødevarer, er ethanolfermentering (brugt i øl og brød) og mælkesyrefermentering (bruges til at smage og bevare mejeri og grøntsager).
Ethanolfermentering
denne figur viser processerne for glycolyse og ethanolfermentering.ved ethanolfermentering omdannes pyruvatet, der produceres gennem glykolyse, til ethanol og kulsyre i to trin. For det første frigiver pyruvatet kulsyre til dannelse af en to-carbonforbindelse kaldet acetaldehyd. Dernæst reduceres acetaldehyd med NADH til ethanol, hvorved nad+ regenereres til anvendelse i glykolyse. Et molekyle af glucose omdannes til to molekyler af kulsyre og to molekyler af ethanol.
Ethanolfermentering udføres typisk af gær, som er en encellet svamp.
mælkesyrefermentering
denne figur viser processerne for glykolyse og homolaktisk fermentering.
Der er to hovedtyper af mælkesyrefermentering: homolaktisk og heterolaktisk. Ved homolaktisk syrefermentering reducerer NADH pyruvat direkte til dannelse af lactat. Denne proces frigiver ikke gas. Samlet set omdannes et molekyle glucose til to molekyler lactat. Ved heterolaktisk fermentering metaboliseres noget lactat yderligere, hvilket resulterer i ethanol og kulsyre via phosphoketolasevejen.
mælkesyrefermentering udføres primært af visse typer bakterier og svampe. Imidlertid forekommer denne type gæring også i muskelceller for at producere ATP, når iltforsyningen er udtømt under anstrengende træning, og aerob respiration ikke er mulig.
Fermentation Equation
Ethanol Fermentation
glucose → 2 ethanol + 2 carbon dioxide
C6H12O6 → 2 C2H5OH + 2 CO2
Lactic Acid Fermentation
glucose → 2 lactic acid
C6H12O6 → 2 C3H6O3
Products of Fermentation
While there are a number of products from fermentation, the most common are ethanol, lactic acid, carbon dioxide, and hydrogen gas (H2). Disse produkter anvendes kommercielt i fødevarer, vitaminer, lægemidler eller som industrielle kemikalier. Derudover tilbyder mange mindre almindelige produkter stadig kommerciel værdi. For eksempel blev produktionen af acetone via acetone – butanol – ethanolfermenteringen først udviklet af den jødiske kemiker Chaim Vismann og var vigtig for den britiske krigsindustri under ordet krig I.
test
1. Hvad regenereres ved fermenteringsprocessen?
A. NADH
B. nad+
C. Ethanol
D. mælkesyre
2. Hvilken type fermentering forekommer i muskelceller under anstrengende træning?
A. Ethanol
B. blandet syre
C. mælkesyre
D. smørsyre
3. Hvilken kemiker demonstrerede berømt gærens rolle i gæringen?B. Louis Pasteur
C. Marie Curie
D. Antoine Lavoisier
- Reece, J. B., Urry, L. A., Kain, M. L., Varerman, S. A., Minorsky, P. V., & Jackson, R. (2014). Campbell Biology (tiende udgave). Pearson.
- Kauffman, G. B., & Mayo, I. (1994). 1874-1952: kemiker, bioteknolog og statsmand. Tidsskrift for kemisk uddannelse, 71 (3), 209.
- Chojnacka, K. (2006). Fermenteringsprodukter. Kemiteknik og kemisk procesteknologi, 12.
- Ganguly, Subha. Kemiske aspekter af fermenteringsteknologi i fødevareforarbejdningsindustrien. Research Journal of Chemical and Environmental Sciences 1.1 (2013): 42-43.